Vida en la Tierra

La Atmósfera

La masa de la Tierra y la fuerza de la gravedad retienen una atmósfera sobre la superficie terrestre. La atmósfera proporciona recursos gaseosos, como

• Dióxido de carbono (necesario para la fotosíntesis)

• Oxígeno (necesario para la respiración)

• Metano

• Nitrógeno

Además, la presión atmosférica ayuda a mantener el agua líquida. Los océanos cubren más del 70% de la superficie de la Tierra, proporcionando hábitats a millones de especies.

Fig. 1 - Las nubes están formadas por gotas de agua líquida suspendidas en la atmósfera. Aíslan a la Tierra de las temperaturas extremas y mantienen el ciclo hidrológico. Unsplash

Insolación

La gama de temperaturas de la Tierra está controlada por la insolación entrante y el efecto invernadero natural. Gases como el dióxido de carbono y el metano atrapan la energía solar en la atmósfera, calentando el planeta. Sin el efecto invernadero natural, la superficie de la Tierra sería unos 30ºC más fría, y la mayoría de las regiones serían incapaces de albergar vida.

Posición en el Sistema Solar

La posición de la Tierra en el Sistema Solar desempeña un papel importante en la temperatura terrestre. La Tierra se encuentra en la "Zona Ricitos de Oro", manteniendo una distancia moderada al Sol. No es ni demasiado caliente ni demasiado fría. La posición de la Tierra permite temperaturas que soportan el agua líquida y, por tanto, la vida.

Además, el comportamiento orbital de la Tierra influye en la insolación y la temperatura. La Tierra se asienta con una inclinación de 23,5°, gira sobre su eje cada 24 horas y orbita el Sol cada 365 días. La exposición a la radiación solar varía, lo que repercute en la temperatura.

Magnetosfera

La Tierra tiene un núcleo fundido de hierro y níquel. Estos metales producen un campo magnético, conocido como magnetosfera. La magnetosfera de la Tierra desvía la radiación solar y los iones nocivos.

La primera vida en la Tierra

La prueba más antigua de vida en la Tierra procede de los estromatolitos.

Se cree que estos fósiles están formados porprocariotas fotosintéticos acuáticos , similares a las cianobacterias actuales.

Los estromatolitos más antiguos que se han encontrado tienen 3.500 millones de años y se hallaron cerca de Marble Bar, en la región australiana de Pilbara.

¿De dónde proceden los estromatolitos?

No está claro cómo surgió la vida en la Tierra. Existen tres teorías principales: la sopa primordial, las fuentes hidrotermales de las profundidades marinas y los meteoritos.

La teoría de la sopa primordial

Expresada por primera vez en una carta personal de Charles Darwin, la teoría de la sopa primordial afirma que si se añade energía a los gases de la atmósfera primitiva de la Tierra, se crearían los componentes básicos de la vida en forma de aminoácidos.

Las fuentes potenciales de energía para la síntesis de proteínas procedían de la caída de rayos o de la radiación ultravioleta, comunes en la Tierra primitiva.

La teoría de la sopa primordial fue puesta a prueba por Miller y Urey en 1953. Añadieron chispas eléctricas (imitando un rayo) a una mezcla de metano, hidrógeno, amoníaco y agua. Este experimento formó biomoléculas orgánicas.

Sin embargo, existen algunas críticas al experimento de Miller-Urey:

• No sintetizó todos los aminoácidos que se encuentran en los organismos vivos

• No demostró cómo surgió la vida a partir de los aminoácidos

• El experimento no tuvo en cuenta otros gases presentes en la atmósfera primitiva.

La teoría de las chimeneas hidrotermales profundas

Alternativamente, la teoría de los respiraderos hidrotermales afirma que los compuestos orgánicos se produjeron por primera vez en los respiraderos hidrotermales de las profundidades marinas. Estos respiraderos del fondo marino calientan el agua y exudan minerales del interior de la Tierra.

Los respiraderosalcalinos tienen un pH elevado (9-11) y liberan agua caliente (40-90ºC). En combinación con la atmósfera volcánica, pudo ser posible la síntesis de moléculas orgánicas.

La teoría de los meteoritos

Algunos científicos creen que las moléculas orgánicas llegaron a la Tierra desde el espacio.

La vida en la Tierra antes de los humanos

Cuando los procariotas fotosintéticos evolucionaron, produjeron oxígeno como subproducto durante la fotosíntesis. Durante varios millones de años, el oxígeno se disolvió en el agua. Hace unos 2.700 millones de años, el agua se saturó, por lo que el oxígeno empezó a "gasearse" y a entrar en la atmósfera.

El oxígeno atmosférico aumentó gradualmente durante unos millones de años, y luego se disparó rápidamente. Esta "revolución del oxígeno " tuvo un enorme impacto en la vida. Probablemente causó la extinción de muchos procariotas, pero permitió la fascinante y compleja evolución de los eucariotas.

Los eucariotas aparecieron por primera vez hace 1.800 millones de años, y los primeros eucariotas multicelulares (algas rojas) hace unos 1.200 millones de años.

Fig. 2 - Algas rojas en la costa de Noruega. Unsplash

Los animales de cuerpo blando aparecieron por primera vez hace aproximadamente 600 millones de años, pero no fue hasta la Explosión Cámbrica de hace 543 millones de años cuando los animales se diversificaron repentinamente. Desarrollaron cuerpos duros, nuevas adaptaciones defensivas y ojos compuestos.

Tras la Explosión Cámbrica, los eucariotas empezaron a colonizar la tierra. Los tetrápodos sólo existen desde hace 365 millones de años, y el Homo sapiens desde hace sólo 195.000 años.

Diferentes formas de vida en la Tierra

Todas las formas de vida se clasifican en uno de cinco reinos:

• Procariota (procariotas)

• Protoctistas (protoctistas)

• Hongos

• Plantae (plantas)

• Animalia (animales)

Veamos estos reinos con más detalle.

Fig. 3 - ¿Cuántos de los cinco reinos puedes reconocer en esta fotografía? Unsplash

Procariotas frente a Eucariotas

Todos los organismos son procariotas o eucariotas, dependiendo de sus células.

Lascélulas procariotas son pequeñas y sencillas. Carecen de orgánulos unidos a membranas; su ADN se almacena en pequeñas moléculas circulares llamadas plásmidos. La mayoría de los organismos procariotas son unicelulares.

Lascélulas eucariotas son más grandes y complejas. Contienen orgánulos unidos a membranas; su ADN se almacena en cromosomas dentro del núcleo. Los eucariotas pueden ser unicelulares o pluricelulares.

La vida en la Tierra: Cronología

Es difícil resumir miles de millones de años de evolución en una sola tabla, así que aquí tienes algunos puntos clave.

Espero que este artículo haya aclarado cómo afectan a la vida las condiciones físicas de la Tierra. La posición única de la Tierra en el Sistema Solar, su atmósfera y su magnetosfera han permitido que las temperaturas mantengan el agua líquida. La vida evolucionó primero en el agua, diversificándose gradualmente y colonizando la tierra.

^{1. NASA, ¿Qué es el efecto invernadero?, 2022}

^{2. National Geographic Society, Eje, 2022}

^{3. Neil Campbell, Biología: Un Enfoque Global Undécima Edición, 2018}

^{4. Escuela de Ciencias del Agua, ¿Cuánta agua hay en la Tierra?, USGS, 2019}